테크 포커스

침울한 경제 전망과 더불어 4차 산업혁명의 기술 경쟁이 더욱 첨예해질 2024년 모두의 관심이 집중될 7가지 산업 분야를 소개한다.

그 어느 해보다 다사다난했던 계묘년癸卯年이 저물고 청룡의 해인 갑진년甲辰年이 열렸다. 엔데믹 시대의 실질적인 첫해를 맞아 세계적인 예측기관이 내놓은 세계 경제 전망을 보면 코로나19 사태 이전으로 돌아가기보다 또 다른 디스토피아 문제로 커다란 어려움이 닥칠 것으로 내다봤다.

산업적인 면에서는 코로나19 사태로 잠시 주춤했던 4차 산업혁명에 대한 논의가 다시 활발하게 전개될 것으로 예상된다. 세계경제포럼WEF의 창시자인 클라우스 슈밥은 앞으로 화려하게 꽃피울 4차 산업혁명의 주도권 확보 여부에 따라 미국과 중국 간 경제패권 다툼뿐만 아니라 각국의 운명이 좌우될 것으로 예측했다.

#1
인간 지능을 위협하는
인공지능

4차 산업혁명 시대를 맞아 미래 유망 기술로 가장 많이 거론되고 폭넓은 공감대가 형성되고 있는 분야는 인공지능^{Artificial Intelligence, AI}이다. 챗GPT를 통해 이미 실감하고 있지만 인공지능이란 인간성, 지성, 학습 능력, 추론 능력 등 인간의 두뇌 작용을 컴퓨터 혹은 기계가 스스로 △추론 △학습 △판단하면서 행동하는 시스템을 말한다.

인공지능의 개념은 제2차 세계대전 전후로 경제, 공학, 수학, 물리학 등 다양한 학자들 사이에서 처음 논의되기 시작했다. 이 중에서도 1950년 영국의 수학자 앨런 튜링이 발표한 ‘계산기와 지능’과 릭 라이더의 ‘인간과 컴퓨터의 공생’ 논문은 현대 인공지능 연구의 시초가 된 것으로 알려져 있다.

인공지능 기술개발은 상상하지 못할 속도로 빨라질 것으로 예상되며 국민 생활에도 커다란 변화를 초래할 것으로 보인다. 수많은 임상 정보가 축적되는 의료서비스나 쉴 새 없는 거래가 이루어지는 금융 등 산업별로 적용 속도와 수준에는 차이가 있지만 궁극적으로는 인공지능이 인간의 역할을 대체해나갈 것이다.

#2
기하급수적으로 성장할
휴머노이드 로봇
^{Humanoid Robot}

로봇 기술은 산업 생산과 전문 서비스 분야에서 두루 활용되며 인류 사회와 경제 발전에 커다란 영향을 미치고 있다. 로봇의 실용화는 1962년 GM이 자동차 생산에 산업용 로봇을 투입했던 것을 시작으로 인간에게 어렵거나 위험한 일을 대신해왔다. 현대 제조업에서 산업용 로봇은 높은 작업 속도, 힘, 정밀도 등의 강점을 바탕으로 자동화 생산을 가능케 해 4차 산업혁명을 견인하는 등 생산과 경제 구조에 큰 변화를 이끌어왔다. 코로나19 사태 이후에는 시각 인식 기능, 다기능 센서 등의 기술이 접목돼 비정형적 업무와 다양한 산업에도 활용 가능성이 확대되는 추세다.

2020년대 로봇 시장의 성장 가능성은 무한한 것으로 평가된다. 세계로봇연맹IFR은 2020년부터 2030년까지 로봇 시장은 연평균 10% 이상 급성장할 것으로 전망했다. 이 중 산업용 로봇은 연평균 9%, 전문 서비스 로봇은 5%, 개인 서비스 로봇은 25% 증가할 것으로 내다보고 있다.

#3
양자컴퓨터
^{Quantum Computer}
어디까지 발전될까?

미국 항공우주국NASA과 구글이 공동으로 양자컴퓨터 ‘D-Wave 2X’의 실물과 연구 시설을 공개해 전 세계를 깜짝 놀라게 했던 적이 있다. ‘D-Wave 2X’는 머신러닝과 음성인식, 자연어처리를 위한 방대한 데이터를 분석할 수 있고, 싱글 코어 칩을 활용하는 일반 컴퓨터에 비해 최소한 1억 배 이상 빠른 속도로 처리가 가능하다.

양자컴퓨터는 ‘0’과 ‘1’ 두 상태 중 하나만을 선택해 만들어지는 숫자 조합인 이진법 비트Bit 단위로 정보를 처리하는 기존 컴퓨터와 다르다. ‘0’과 ‘1’이 결합된 중첩 상태에서 형성되는 큐비트^{quantum bit, Qubit} 단위를 기반으로 훨씬 방대한 양의 데이터를 빠른 속도로 처리할 수 있는 컴퓨터다.

2020년대 들어 양자컴퓨터가 상용화되면 기존의 일반 컴퓨터는 물론 슈퍼컴퓨터로도 처리할 수 없었던 △인공지능AI △재료 과학 △유전자 배열 △우주 시뮬레이션 등 다양한 분야에서 빅데이터 계산이 가능하게 됐다. 이에 따라 오랫동안 이어져온 인류와 과학의 수수께끼도 하나둘씩 풀리고 있다.

양자컴퓨터 기술이 상용화와 보급되기까지 상당한 시간이 걸릴 것이라는 예상을 깨고 빠르게 진전되는 추세다. △주변의 전기장, 자기장, 진동에서 철저히 격리시켜야 하는 과제와 △데이터 처리장치인 양자컴퓨터 칩이 15밀리켈빈(우주의 온도인 2.7캘빈(섭씨 -270.45도)보다 180배 차가운 온도)에서 작동하는 난제가 풀리고 있기 때문이다.

#4
기업이 주도하는
우주전쟁

코로나19 사태를 계기로 우주발사체^{Space Launch Vehicle} 역시 빠르게 대중화되고 있다. 현대 우주산업 발전은 제2차 세계대전이 끝난 이후 미국의 자본주의 진영과 소련의 공산주의 진영 간 갈등이 심화됐던 냉전 당시 미국과 소련이 △군사적 우위 선점 △국력 과시 △정치적 목적으로 우주산업에서 경쟁을 펼쳐오던 것에서 시작됐다.

1990년 베를린장벽이 무너지고 소련이 붕괴되면서 냉전 시대가 끝나자 우주산업은 군사적 목적보다 경제적 부가가치를 창출하기 위해 산업화 투자가 지속적으로 확대돼왔다. 우주산업은 △항공산업 △방송·통신 산업 △자원 개발 산업과 긴밀한 연관성이 있어 경제적 파급효과가 크기 때문이다.

주목해야 할 것은 갈수록 우주산업은 구글, 스페이스X 등 민간 기업과 기업인이 주도하는 프로젝트로 확산되는 움직임이다. 가장 주목받고 있는 프로젝트는 우주탐사로봇을 달 표면에 착륙시켜 500m 이동시키고 동영상을 촬영해 지구로 전송하는 임무를 수행하는 것이다. 최근에는 화성에서도 이착륙이 가능한 단계까지 왔다.

페이팔, 테슬라로 인터넷과 전기차 사업에서 성공을 거둔 일론 머스크가 2002년 설립한 스페이스X는 대형 로켓을 대상으로 우주발사체 회수 실험을 진행해오다 마침내 기술을 개발했고 첫 우주여행에 성공했다. 2024년에는 세계에서 가장 싼값으로 우주에 물품을 수송할 수 있는 기업으로 거듭나게 될지 주목된다.

#5
진짜보다 현실 같은
가상현실

‘메타버스’로 상징되는 가상현실^{Virtual Reality, VR}은 계속해서 유망 산업으로 떠오를 것으로 예상된다. 널리 알려진 대로 가상현실은 현실과 비슷한 상황이나 환경을 만들어서 사용자가 마치 실제 주변 환경과 상호작용을 하는 것처럼 만들어주는 인간과 컴퓨터 사이의 인터페이스를 뜻한다.

가상현실 기술은 원격제어와 과학적 목적으로 사용될 것으로 기대를 모았지만 △높은 가격과 기술 호환성 문제 등을 해결하지 못해 시장 확장에는 실패했다. 하지만 코로나19 사태를 계기로 영화, 게임 등 미디어 엔터테인먼트를 목적으로 일반인도 저렴한 가격에 구매할 수 있고 휴대할 수 있는 가상현실 기기 연구개발을 중심으로 활발하게 진행되고 있다.

현재까지 개발된 가상현실 기기는 크게 △스마트폰 연동 △게임 콘솔 연동 △독자 기기 형태 △메타버스 등으로 구분된다. 증강현실과 관련된 사업 분야는 하드웨어, 전자상거래, 데이터 비즈니스, 기업용 앱, 광고 등에 걸쳐 광범위하게 추진되고 있다. 기업은 증강현실을 통한 텔레프레전스^❶ 원격현실회의 실현, 학교에서는 교육용 콘텐츠 개발에 활용하는 등 수많은 산업의 생태계와의 상호 연관성을 통해 큰 변화를 불러일으킬 가능성이 높다.

❶ 원거리를 뜻하는 ‘텔레^tele’와 참석을 의미하는 ‘프레전스^presence’의 합성어로 참가자들이 실제 같은 방에 있는 것처럼 느낄 수 있는 가상회의 시스템이다.

#6
대중화 단계에 진입한
자율주행 전기차
^{Self-Driving Electric Car}

불과 몇 년 전까지만 하더라도 자동차업체는 고유가와 석유 고갈, 환경오염 등을 우려해 △엔진 다운사이징 △차체 무게 절감 △디젤 및 하이브리드 자동차 개발 착수 등 연비와 효율성을 끌어올리는 데 주력해왔다. ‘미래 에너지 자동차’라고 불렸던 전기자동차가 개발된 이후에는 △전방충돌 경고장치FCW △자동비상제동장치^AEBS △차선이탈 경고장치^LDWS와 같은 운전보조장치^{Advanced Driver Assistance Systems, ADAS} 기술을 융합해 어떤 환경에서도 자동차 스스로 주행이 가능한 완전자율주행자동차 양산에 대한 관심이 확대되고 있다.

자율주행자동차 시장 규모는 빠르게 확대될 것으로 예상된다. 미국의 자동차 시장조사업체JD power에 따르면 완전자율주행자동차와 ADAS 기술은 고령 인구일수록 필요성을 더 느끼고 있는 것으로 나타났다. 세계적으로 진행되는 고령화와 ADAS 기술이 대중 브랜드의 양산 기술로 확산되는 점을 감안할 때 기술 수요는 증가할 것으로 예상되기 때문이다.

#7
핵융합과 친환경 대체에너지

갈수록 주요 에너지 자원인 화석연료의 고갈, 환경오염과 온난화가 세계적인 문제로 대두되면서 핵융합^{Nuclear Fusion}과 같은 친환경 대체에너지 수요와 개발에 대한 관심은 더 커질 것으로 예상된다. 지금까지 에너지원이었던 석유는 정제와 사용 과정에서 이산화탄소, 아황산가스 등 환경과 대기를 오염시키는 물질과 지구온난화를 유발하는 주범이기 때문이다.

석탄은 매장량이 풍부하지만 수송이 어렵고 석유보다 더 큰 환경오염을 유발한다. 수력에너지는 개발 과정에서 주변 환경을 파괴하는 단점도 있다. 풍력, 태양광 등 자연에너지는 환경을 파괴하지 않는다는 장점이 있지만 에너지 밀도가 낮고 간헐적으로 이용될 수밖에 없어 대용량 에너지원으로 발전되기에는 어려움이 존재한다.

하지만 핵분열에 의해 생성되는 원자력에너지는 비교적 저렴한 비용에 막대한 에너지를 생산하고 이산화탄소와 같은 환경오염 물질을 배출하지 않는다는 장점이 많다. 이 때문에 선진국에서는 차세대 대체에너지로 핵융합에 대한 관심이 다시 높아지는 추세다. 주도국인 한국이 핵에너지 정책에 우선순위를 되찾을 것인지도 관심이 되고 있다.